探究式學(xué)習(xí)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用探究

摘要：在教育改革持續(xù)推進(jìn)、學(xué)生素養(yǎng)全面發(fā)展備受矚目的當(dāng)下，高中物理教學(xué)亟須創(chuàng)新范式以突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限。文章聚焦探究式學(xué)習(xí)模式在高中物理教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用，深入剖析其應(yīng)用意義，系統(tǒng)梳理應(yīng)用原則，并詳細(xì)闡述涵蓋情境創(chuàng)設(shè)、問題引導(dǎo)、協(xié)作學(xué)習(xí)及實(shí)踐強(qiáng)化的多元應(yīng)用策略，旨在為高中物理教學(xué)革新提供一些參考和啟示，助力教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生能力的同步提升。關(guān)鍵詞：探究式學(xué)習(xí)；高中；物理物理學(xué)科是自然科學(xué)領(lǐng)域的重要組成部分，與生產(chǎn)生活實(shí)踐緊密相關(guān)，對揭示物質(zhì)世界運(yùn)行規(guī)律、培育學(xué)生科學(xué)思維及解決問題能力至關(guān)重要。然而，反觀當(dāng)下高中物理教學(xué)，仍存在一些問題，部分教師仍采用傳統(tǒng)講授模式，忽視了學(xué)生的主體地位，導(dǎo)致實(shí)際教學(xué)效果不佳，難以充分發(fā)揮高中物理學(xué)科的育人價值。探究式學(xué)習(xí)模式以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生圍繞問題主動探索，通過實(shí)踐驗(yàn)證、深度反思獲取知識與技能，提升綜合素養(yǎng)。將探究式學(xué)習(xí)模式融入高中物理教學(xué)中，能夠突破物理教學(xué)的局限，促進(jìn)高中物理教學(xué)的改革創(chuàng)新。因此，深度探討探究式學(xué)習(xí)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用具有重要意義。一、探究式學(xué)習(xí)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用意義（一）激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的興趣高中物理知識較為抽象且繁雜，加之授課方式與生活實(shí)際脫節(jié)，學(xué)生往往感到學(xué)習(xí)枯燥乏味。在探究式學(xué)習(xí)模式下，通過將物理知識融入生動有趣、貼近生活的情境之中，能夠有效地解決這一問題，讓學(xué)生能夠切實(shí)感受到物理的魅力，從而引發(fā)對物理學(xué)科的興趣。當(dāng)學(xué)生親身參與到探究過程中，并親自揭開物理現(xiàn)象本質(zhì)時，所獲得的成就感會進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力，形成良性的學(xué)習(xí)循環(huán)。（二）有助于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)探究式學(xué)習(xí)要求學(xué)生在面對物理問題時自主進(jìn)行觀察、分析、假設(shè)、推理和驗(yàn)證，旨在鍛煉學(xué)生的邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維。通過對現(xiàn)象的深入分析，學(xué)生能夠?qū)W會從復(fù)雜的信息中提取關(guān)鍵點(diǎn)，理解事物的本質(zhì)；在實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合預(yù)期時，學(xué)生通過審視探究過程中的每個環(huán)節(jié)，能夠提升批判性思維能力；學(xué)生通過自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案或提出獨(dú)特見解，能夠發(fā)展創(chuàng)造性思維能力。此外，探究式學(xué)習(xí)為學(xué)生提供了豐富的動手實(shí)踐機(jī)會。學(xué)生主導(dǎo)完成從選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備、規(guī)劃實(shí)驗(yàn)步驟到精確測量數(shù)據(jù)及處理分析的整個流程，不僅能夠提升對各種實(shí)驗(yàn)儀器的操作技巧，也能夠加深對實(shí)驗(yàn)設(shè)計的理解，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有效結(jié)合，提高實(shí)際操作能力。另外，學(xué)生在合作完成任務(wù)的過程中，還能不斷提升團(tuán)隊合作能力和人際交往能力。（三）有助于物理教學(xué)質(zhì)量的提升從知識習(xí)得層面看，探究式學(xué)習(xí)模式革新了學(xué)生知識內(nèi)化路徑，有助于實(shí)現(xiàn)對知識的深度理解與記憶。學(xué)生在自主操控實(shí)驗(yàn)變量、翔實(shí)記錄數(shù)據(jù)、深度剖析規(guī)律的過程中，能夠?qū)⒊橄笾R具象化，洞察其底層邏輯，構(gòu)建起層次分明、關(guān)聯(lián)緊密的知識網(wǎng)絡(luò)，隨時能夠遷移運(yùn)用，顯著增強(qiáng)教學(xué)知識的傳遞效能[1]。從教學(xué)反饋與調(diào)控方面來看，在探究式學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生探究的全過程皆為教學(xué)反饋素材，教師通過近距離觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過程、小組討論過程、探究成果等，可敏銳捕捉學(xué)生存在的知識漏洞、思維誤區(qū)及技能短板，并迅速回溯關(guān)聯(lián)的教學(xué)環(huán)節(jié)，精確定位薄弱點(diǎn)，實(shí)時優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容與策略，針對性強(qiáng)化輔導(dǎo)，確保教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)節(jié)奏、能力水平高度適配，助力教學(xué)成效穩(wěn)步提升[2]。二、探究式學(xué)習(xí)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用原則（一）自主性原則自主性原則強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)進(jìn)程中的主體地位，強(qiáng)調(diào)教師賦予學(xué)生一定的自主權(quán)，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。從學(xué)習(xí)規(guī)劃層面看，教師要讓學(xué)生依據(jù)自身的知識儲備、興趣偏好及能力層級，自主選定探究主題。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生能夠利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)資源等多樣化渠道，自主甄別篩選、提煉相關(guān)的資料，學(xué)生能夠自主選擇實(shí)驗(yàn)法、案例分析法等探究手段，真正成為學(xué)習(xí)的主人。（二）互動性原則互動性原則強(qiáng)調(diào)課堂內(nèi)外師生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的交流與合作。在探究式學(xué)習(xí)模式中，教師應(yīng)該創(chuàng)造開放的環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生間的思想碰撞，使學(xué)生能夠從不同的角度看待問題，學(xué)會傾聽他人的觀點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更全面的理解。此外，教師還要動態(tài)觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并適時給予指導(dǎo)和引導(dǎo)，幫助學(xué)生突破難關(guān)，克服學(xué)習(xí)困難。（三）開放性原則開放性原則強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容的多樣性和教學(xué)方法的靈活性，鼓勵學(xué)生從多個角度、多個層面去認(rèn)識和理解物理世界。在探究式學(xué)習(xí)模式下，教師應(yīng)注重將物理知識與現(xiàn)實(shí)生活、科技發(fā)展等緊密結(jié)合，引入具有時代性和前沿性的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。同時，教師還可以采用多樣化的教學(xué)方法，如案例分析、模擬實(shí)驗(yàn)等，以適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和能力水平[3]。三、探究式學(xué)習(xí)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略（一）巧設(shè)情境，引燃探究熱情蘇霍姆林斯基曾言：“如果教師不想方設(shè)法使學(xué)生進(jìn)入情緒高昂和智力振奮的內(nèi)心狀態(tài)，就急于傳授知識，那么，這種知識只能使人產(chǎn)生冷漠的態(tài)度，而不懂感情的腦力勞動就會帶來疲倦。”因此，在探究式物理學(xué)習(xí)模式下，教師應(yīng)巧妙設(shè)置情境，迅速拉近學(xué)生與物理知識的距離，點(diǎn)燃學(xué)生的探究熱情。一方面，教師可以從日常生活的細(xì)微之處挖掘奇趣物理元素，將其精心包裝后引入課堂，喚醒學(xué)生熟悉而又新奇的感覺，讓他們意識到物理與實(shí)際生活的聯(lián)系。另一方面，緊密追蹤前沿科技熱點(diǎn)。從浩瀚宇宙里衛(wèi)星的變軌操控、引力波探測，到微觀世界中量子通信的加密、芯片制程工藝背后的光刻物理原理，這些科技前沿動態(tài)蘊(yùn)含著豐富的物理知識。教師及時將其融入教學(xué)情境，不僅能拓寬學(xué)生的視野，更能激發(fā)學(xué)生對未知領(lǐng)域的向往，使其迫不及待地進(jìn)入物理世界。以魯科版高中物理必修第二冊第3章《圓周運(yùn)動》為例，課堂伊始，教師可以播放一段驚險刺激的F1方程式賽車比賽視頻片段，然后以多媒體課件呈現(xiàn)一些關(guān)于F1方程式賽車的輪胎配方、輪胎壓力檢測與調(diào)整、主動懸掛技術(shù)、懸掛幾何結(jié)構(gòu)、扭矩矢量分配、鼻翼和尾翼設(shè)計等知識。在此之后，教師可以適時拋出問題：“賽車在如此高速過彎時為何不會側(cè)翻？車身傾斜角度與哪些因素相關(guān)？上述F1方程式賽車用到的技術(shù)有哪些與賽車過彎有關(guān)？這背后隱藏著怎樣的物理規(guī)律？”瞬間將學(xué)生注意力聚焦于圓周運(yùn)動向心力這一核心知識點(diǎn)上。緊接著，教師可以拿出一個自制的簡易圓錐擺裝置，現(xiàn)場演示小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動的奇妙景象，邀請學(xué)生近距離觀察小球運(yùn)動軌跡、懸線拉力方向變化，并感受旋轉(zhuǎn)小球所需拉力大小，引導(dǎo)他們思考：“若增大旋轉(zhuǎn)角速度，小球運(yùn)動狀態(tài)、懸線拉力會如何改變？與我們剛剛看到的賽車過彎現(xiàn)象有何異同？”借由生活實(shí)例與簡易實(shí)驗(yàn)構(gòu)建的雙重情境，教師能夠成功激發(fā)學(xué)生對圓周運(yùn)動知識的探究熱情，促使他們主動進(jìn)入探究狀態(tài)，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。（二）問題引領(lǐng)，激活學(xué)生思維活力亞里士多德曾說：“思維從疑問和驚奇開始。”在探究式物理學(xué)習(xí)模式下，教師不僅要傳授基本知識和技能，更要引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)他們提出問題和解決問題的能力。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，教師應(yīng)該圍繞核心知識設(shè)計遞進(jìn)的問題鏈，幫助學(xué)生理解概念。在此基礎(chǔ)上，教師還應(yīng)該設(shè)置開放性的問題，鼓勵學(xué)生突破常規(guī)思維的限制，促使學(xué)生從感性思維向理性思維轉(zhuǎn)變[4]。以魯科版高中物理必修第一冊第3章《相互作用》為例，在引入“摩擦力”這一關(guān)鍵概念時，教師可先拋出基礎(chǔ)性問題：“同學(xué)們，在日常生活中，當(dāng)我們推動靜止在地面上的箱子，初始時是不是感覺有些費(fèi)力，這是為什么呢？”借此激活學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生聚焦摩擦力現(xiàn)象。緊接著，遞進(jìn)式追問：“那隨著我們逐漸加大推力，箱子開始滑動，此時感覺用力大小又有了變化，這背后反映出滑動摩擦力與哪些因素相關(guān)呢？是箱子的重量、接觸面的粗糙程度，還是其他因素在起作用？”引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象深入原理，著手設(shè)計簡單的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，如選用不同材質(zhì)的接觸面、改變物體壓力去探究摩擦力的變化規(guī)律，在實(shí)踐操作與數(shù)據(jù)記錄分析中，逐步厘清滑動摩擦力與正壓力、動摩擦因數(shù)間的定量關(guān)系。待學(xué)生掌握滑動摩擦力后，教師繼續(xù)拋出問題：“倘若箱子在一個勻速轉(zhuǎn)動的傳送帶上相對靜止，此時箱子所受摩擦力又該如何分析？方向怎樣？它與之前我們探究的靜止或滑動狀態(tài)下的摩擦力有何本質(zhì)區(qū)別與聯(lián)系？”促使學(xué)生將摩擦力知識靈活遷移至相對復(fù)雜的動態(tài)情境，深度理解摩擦力作為一種被動力，其產(chǎn)生條件與方向判定的精妙之處，從而幫助學(xué)生完善知識體系。在章節(jié)學(xué)習(xí)結(jié)束后，教師可繼續(xù)提出開放性問題：“現(xiàn)今城市建設(shè)中，高樓大廈鱗次櫛比，大型建筑機(jī)械在吊運(yùn)重物時，吊索與重物間的相互作用復(fù)雜多變。假設(shè)你是一名工程師，要設(shè)計一套更為安全高效的吊運(yùn)系統(tǒng)，從力學(xué)相互作用原理出發(fā)，你會考慮哪些因素？又會采用何種創(chuàng)新性設(shè)計方案來優(yōu)化現(xiàn)有吊運(yùn)結(jié)構(gòu)，最大限度確保吊運(yùn)安全？”鼓勵學(xué)生充分調(diào)用所學(xué)彈力、摩擦力、力的合成與分解等知識，大膽設(shè)想、各抒己見。學(xué)生或是從新型材料的角度切入，提升吊索的彈力和韌性，或是聚焦于吊運(yùn)掛鉤處的摩擦力控制。在這一過程中，學(xué)生能夠逐漸實(shí)現(xiàn)思維的躍遷，更加高效地吸收知識。（三）協(xié)作深耕，匯聚探究合力“孤舉者難起，眾行者易趨”深刻揭示了合作的重要性。高中物理知識本就復(fù)雜且抽象，在探究式物理學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生會經(jīng)常遇到個人無法解決的任務(wù)，教師作為教學(xué)活動的組織者與引導(dǎo)者，需精心搭建協(xié)作平臺，讓學(xué)生在交流和互助中共同完成探究任務(wù)。以魯科版高中物理選擇性必修第一冊第4章《光的折射和全反射》而言，教師應(yīng)依據(jù)學(xué)生的學(xué)業(yè)水平、性格特點(diǎn)等差異，遵循“組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)”原則，劃分學(xué)習(xí)小組，確保在探究光的折射定律實(shí)驗(yàn)時，小組內(nèi)既有擅長實(shí)驗(yàn)操作、能精準(zhǔn)調(diào)整光線入射角度并仔細(xì)記錄數(shù)據(jù)的學(xué)生，也有理論基礎(chǔ)扎實(shí)、能迅速依據(jù)折射現(xiàn)象推導(dǎo)數(shù)學(xué)關(guān)系的學(xué)生，還要有思維活躍、善于提出新奇想法的學(xué)生。然后，教師要引導(dǎo)各小組選擇具體的探究任務(wù)，并要求各小組展開探究。針對“全反射現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用”這一主題，小組內(nèi)成員要列舉光纖通信、海市蜃樓等常見實(shí)例，從光的傳播原理層面深度剖析全反射發(fā)生的條件及優(yōu)勢。在學(xué)生協(xié)作探究過程中，教師應(yīng)適時點(diǎn)撥，當(dāng)小組對光導(dǎo)纖維的原理理解陷入僵局，誤將光的直線傳播套用于光纖內(nèi)光的傳輸路徑時，教師及時介入，借助簡易的光纖模型教具，直觀演示光在纖芯與包層界面多次全反射前進(jìn)的動態(tài)過程，讓學(xué)生重新審視折射角與臨界角的關(guān)聯(lián)。在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)設(shè)定固定時段，讓各小組展示探究成果，鼓勵其他小組質(zhì)疑、補(bǔ)充，促進(jìn)思維碰撞，促使各小組重新審視實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，合力完善關(guān)于光的折射的認(rèn)知體系，讓學(xué)生在協(xié)作探究中把光的折射與全反射的相關(guān)知識“吃透嚼爛”。（四）實(shí)踐賦能，強(qiáng)化探究成效在現(xiàn)代社會，“行是知之始，知是行之成”這句話依然具有重要的應(yīng)用價值。在科技日新月異的今天，知識的更新速度非常快，人們必須不斷學(xué)習(xí)新知識、新技能才能適應(yīng)社會的發(fā)展。然而，單純的知識積累并不能保證個人的成長和成功，關(guān)鍵在于如何將這些知識應(yīng)用于實(shí)踐中，解決實(shí)際問題。因此，知行合一理念在現(xiàn)代社會顯得尤為重要。教師在探究性物理學(xué)習(xí)模式下，同樣要注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生通過親身實(shí)踐，不斷質(zhì)疑和反思所學(xué)知識的真實(shí)性和有效性，通過實(shí)踐來檢驗(yàn)和完善自己的知識體系[5]。以魯科版高中物理必修第一冊第1章《運(yùn)動的描述》為例，鑒于本章節(jié)的重點(diǎn)是刻畫物體運(yùn)動的基礎(chǔ)特征，在完成教材基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)后，教師可以讓學(xué)生利用手機(jī)慢動作拍攝功能與標(biāo)尺相結(jié)合的方式，探究生活中各類落體運(yùn)動細(xì)節(jié)。學(xué)生手持手機(jī)，以慢動作模式拍攝小球自由下落、羽毛在真空與非真空環(huán)境下落等過程，隨后借助標(biāo)尺比對視頻畫面，精確測量不同時刻物體下落的位移數(shù)據(jù)，進(jìn)而手繪位移—時間圖像，直觀感受落體運(yùn)動規(guī)律，深刻領(lǐng)悟自由落體加速度的恒定特性。針對物體的勻速直線運(yùn)動，教師引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)，學(xué)生利用電動小車、打點(diǎn)計時器、軌道等器材，自行規(guī)劃軌道鋪設(shè)路徑、設(shè)置小車運(yùn)行速度擋位、確定打點(diǎn)計時器打點(diǎn)頻率等實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。從小車啟動加速、勻速再到減速階段，學(xué)生詳細(xì)記錄打點(diǎn)紙帶數(shù)據(jù)，深入分析速度變化過程，緊密聯(lián)系